專利名稱：空調列車發電機組報警器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種在空調列車發電車上使用的、監測發電機組的報警器。
目前的空調列車上都備有發電車，發電車中一般安裝有三套柴油機發電機組。為了監測柴油機發電機組的工作狀況，保障機組的安全正常工作，三套機組中都安裝有報警系統，報警系統一般分別可以進行電流高預報警、電流高報警、逆功率報警、繞組溫度高報警、水溫高報警、水溫低報警、柴油機水溫高報警、機體溫度高報警、油壓低預報警、油壓低報警、超速報警和火災報警等。空調列車的發電車上現有的報警系統主要包括各種故障傳感器、蜂鳴器和故障指示燈，各種故障傳感器分布在不同的故障監測點上。由于每套柴油機發電機組就有12種報警狀態，三套機組共有36種報警狀態，靠蜂鳴器和故障指示燈不能明確指示出具體的故障發生點，不利于及時發現故障發生點和排除故障。如果采用語音報警，雖然可以明確報出具體的故障發生點，但是在列車運行的線路上存在著較強的電磁干擾信號，例如電力列車及列車運行區域的無線電通訊信號等。這些干擾信號會對語音報警系統產生干擾，造成誤報警。
本實用新型的目的是，提供一種不受電磁干擾信號影響、能夠明確指示出機組故障發生點，并且可以與原報警系統并行使用的空調列車發電機組報警器。
本實用新型的目的是這樣實現的，空調列車發電機組報警器，包括故障傳感器、微型計算機、總線、語音發生器、音頻放大器和揚聲器。微型計算機與總線連接，語音發生器與總線連接，語音發生器的輸出端與音頻放大器的輸入端連接，音頻放大器的輸出端與揚聲器的輸入端連接。它的特殊之處是，還包括信號處理電路，信號處理電路的輸入端與故障傳感器連接，信號處理電路的輸出端與總線連接。
故障傳感器可以采用空調列車發電車上柴油機發電機組原來的報警系統中的故障傳感器，它們分布在不同的故障監測點，它們將有關的故障信號轉變成電信號；總線可以采用STD總線，它包括數據總線、地址總線和控制總線，它用于連接信號處理電路、微型計算機和語音發生器，在信號處理電路、微型計算機和語音發生器之間完成數據和控制信號的傳輸；信號處理電路的一個作用是提高電磁兼容性，一方面防止電磁干擾信號隨故障傳感器輸出信號一起進入本報警系統中，避免誤報警，另一方面防止本報警系統對原報警系統產生干擾。信號處理電路的另一個作用是，將故障傳感器輸出的信號轉換成微型計算機可讀取的電信號。語音發生器受微型計算機控制，實現將數字信號轉換成音頻信號，音頻信號輸入音頻放大器，本報警系統所有的故障監測點所用的字及詞組經開發器量化后存貯在語音發生器的不同存貯單元中，當某一故障報警器輸出報警信號時，微型計算機經過判斷，控制將語音發生器中存貯的相應的字及詞組輸出到音頻放大器中。微型計算機運行程序，不斷對信號處理電路的輸出信號進行檢測，通過總線按一定時間順序不斷讀取信號處理電路輸出的數據，對讀取的數據進行分析判斷，如果有報警信號就控制語音發生器輸出相應的語音報警信號。音頻放大器用于將語音發生器輸出的音頻信號進行功率放大，以驅動揚聲器。揚聲器將音頻放大器輸出的音頻信號轉換成聲音信號。
本實用新型的信號處理電路包括信號隔離電路和輸入電路，信號隔離電路的輸入端與故障傳感器連接，信號隔離電路的輸出端與輸入電路的輸入端連接，輸入電路的輸出端與總線中的數據總線連接。
信號隔離電路將故障傳感器與輸入電路隔離，使故障傳感器與輸入電路之間沒有直接的電信號的傳輸，即可防止故障傳感器輸出信號中攜帶的電磁干擾信號進入本報警系統中，又可防止本報警系統對原報警系統產生干擾。故障傳感器輸出的報警信號經過信號隔離電路變換后，仍可通過信號隔離電路進入輸入電路。輸入電路將信號隔離電路輸出的信號轉換成微型計算機可讀取的電信號。
本實用新型的輸入電路包括整形電路和鎖存器，整形電路的輸入端與信號隔離電路的輸出端連接，整形電路的輸出端與鎖存器的輸入端連接，鎖存器的輸出端與總線中的數據總線連接，鎖存器的控制端與總線中的控制總線連接。
整形電路將信號隔離電路輸出的電信號進行整形，輸出微型計算機可以讀取的方波信號。微型計算機通過總線中的控制總線控制鎖存器，使整形電路輸出的對應不同故障傳感器的信號按一定的時間順序輸入微型計算機，以滿足總線中數據總線的傳輸要求。
本實用新型由于具有信號處理電路，可以提高本實用新型與原報警系統的電磁兼容性，使本實用新型與原報警系統可以并行使用，本實用新型中的故障傳感器可以直接使用原報警系統的故障傳感器。電磁干擾信號不能隨故障傳感器的輸出信號進入本實用新型中，使本實用新型具有很強的抗干擾能力，防止誤報警。同時本實用新型也不會對原報警系統(主要是對故障傳感器)產生干擾。由于本實用新型具有很強的抗干擾能力，能夠在空調列車發電車這種特殊的環境中使用，語音報警能夠準確地報出具體的故障發生點和故障類型，便于及時地排除故障。
以下結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細描述。
圖1為本實用新型的電路方框圖。
圖2為圖1中信號處理電路的電路方框圖。
圖3為圖2中輸入電路的電路方框圖。
圖4為圖1中信號處理電路的具體電路圖。
圖5為圖1中音頻放大器的具體電路圖。
圖6為圖1中微型計算機的程序流程圖。
如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示，本實施例是用于空調列車的發電車中對柴油機發電機組進行監測的報警器，發電車共有三套柴油機發電機組，每套機組有12種報警狀態，三套機組共有36種報警狀態。原報警系統采用36只故障報警器，分別分布在三套機組的不同監測點，并與蜂鳴器和故障指示燈連接。本實施例包括電源、穩壓電源、故障傳感器、信號處理電路、STD總線、微型計算機、語音發生器、音頻放大器和揚聲器。電源采用發電車上的充電電瓶，其電壓變化范圍為直流18-32V，它用于為故障傳感器和穩壓電源供電。穩壓電源采用高速開關電源，它對電源輸出的18-32V電壓進行DC/DC變換，為本實施例中的數字電路提供+5V直流電，為微型計算機中的CPU通訊口提供±12V直流電。本實施例與原報警系統并行使用，原報警系統中的36只故障傳感器(包括故障傳感器1、故障傳感器2……故障傳感器36)直接用于本實施例中。微型計算機、信號處理電路和語音發生器通過STD總線相連。微型計算機采用STD5052-1A單片機。語音發器包括STD7086-2B語音輸出器，本實施例的36種報警狀態所使用的字及詞組經開發器量化后存貯在STD7086-2B語音輸出器的不同存貯單元中，例如“一機組”、“發電機”、“電流高”、“報警”等，當故障傳感器監測到第一機組發電機電流高報警時，語言發生器就會在微型計算機的控制下，將以上四個存貯單元中的四個詞組組成一句話，并輸出語音“一機組發電機電流高報警”，輸出的語音信號經音頻放大器進行功率放大后，驅動場聲器Y發出聲音。本實施例的信號處理電路由信號隔離電路和輸入電路組成，輸入電路由整形電路和鎖存器組成。信號隔離電路采用TPL521-4型光電耦合器，它的1腳、3腳、5腳和7腳為輸入端，分別通過取樣電阻與不同的故障傳感器連接，它的2腳、4腳、6腳和8腳與發電車的地連接，它的10腳、12腳、14腳和16腳為輸出端，分別與輸入電路的相應輸入端連接，并且分別通過上拉電阻與穩壓電源的正極連接，它的9腳、11腳、13和15腳與報警裝置的系統地連接。本實施例共采用9只TPL521-4型光電耦合器(G1、G2、G3和G4)，它們的取樣電阻分別為R1、R2……R36，對應的故障傳感器分別為故障傳感器1、故障傳感器2……故障傳感器36，它們的上拉電阻分別為R1′、R2′……R36′。整形電路由非門F1、F2……F36組成，它們采用74LS14。非門F1、F2……F36的輸入端分別與光電耦合器G1、G2、G3和G4中對應故障傳感器1、故障傳感器2……故障傳感器36的輸出端連接。鎖存器S1、S2……S36采用74LS244，它們的輸入端分別與非門F1、F2……F36的輸出端連接，它們的輸出端I1、I2……I36與STD總線中的數據總線連接，它們的控制端R/D1、R/D2……R/D36與STD總線中的控制總線連接。音頻放大器包括運算放大器A和可調電阻R。可調電阻R的一端與語音發生器的輸出端連接，可調電阻R的另一端與運算放大器A的同相輸入端連接，運算放大器A的反相輸入端與報警裝置的系統地連接，運算放大器A的輸出端通過隔直電容C與揚聲器的輸入端連接。
如圖6所示，微型計算機運行程序，其CPU通過控制總線控制鎖存器的控制端R/D1、R/D2……R/D36，按照一定的時間順序不斷對鎖存器S1、S2……R36的輸出端I1、I2……I36的輸出數據進行采集。STD總線中的數據總線只有8位，因此，每次采集只能對輸出端I1、I2……I36中的8個輸出端的數據進行采集。微型計算機對讀取的數據進行分析判斷，當對應的某一故障傳感器有報警信號輸出時，CPU根據這一項故障的地址，通過查表，找出語音發生器中相應語音所存貯的地址單元。CPU通過控制總線的控制及數據總線將該存貯單元中存貯的語音數據讀出，經語音發生器進行D/A轉換后，音頻信號輸入音頻放大器。音頻放大器對語音發生器輸出的音頻信號進行功率放大后，驅動揚聲器Y發出聲音。監控人員根據揚聲器Y的語音提示，可以馬上知道具體的故障發生點。
權利要求1．空調列車發電機組報警器，包括故障傳感器、微型計算機、總線、語音發生器、音頻放大器和揚聲器，微型計算機與總線連接，語音發生器與總線連接，語音發生器的輸出端與音頻放大器的輸入端連接，音頻放大器的輸出端與揚聲器的輸入端連接，其特征是，還包括信號處理電路，信號處理電路的輸入端與故障傳感器連接，信號處理電路的輸出端與總線連接。
2．根據權利要求1所述的報警器，其特征是，信號處理電路包括信號隔離電路和輸入電路，信號隔離電路的輸入端與故障傳感器連接，信號隔離電路的輸出端與輸入電路的輸入端連接，輸入電路的輸出端與總線中的數據總線連接。
3．根據權利要求2所述的報警器，其特征是，輸入電路包括整形電路和鎖存器，整形電路的輸入端與信號隔離電路的輸出端連接，整形電路的輸出端與鎖存器的輸入端連接，鎖存器的輸出端與總線中的數據總線連接，鎖存器的控制端與總線中的控制總線連接。
4．根據權利要求3所述的報警器，其特征是，信號隔離電路采用TPL521-4型光電耦合器，它的(1)腳、(3)腳、(5)腳和(7)腳為輸入端，分別通過取樣電阻與不同的故障傳感器連接，它的(2)腳、(4)腳、(6)腳和(8)腳與發電車的地連接，它的(10)腳、(12)腳、(14)腳和(16)腳為輸出端，分別與輸入電路的相應輸入端連接，并且分別通過上拉電阻與穩壓電源的正極連接，它的(9)腳、(11)腳、(13)和(15)腳與報警裝置的系統地連接。
5．根據權利要求1、2、3或4所述的報警器，其特征是，音頻放大器包括運算放大器(A)和可調電阻(R)，可調電阻(R)的一端與語音發生器的輸出端連接，可調電阻(R)的另一端與運算放大器(A)的同相輸入端連接，運算放大器(A)的反相輸入端與報警裝置的系統地連接，運算放大器(A)的輸出端通過隔直電容(C)與揚聲器的輸入端連接。
專利摘要本實用新型是一種空調列車發電機組報警器,為克服現有報警器不能明確指示出具體的故障發生點的缺點,本實用新型包括故障傳感器、微型計算機、總線、語音發生器、音頻放大器和揚聲器。還包括信號處理電路,信號處理電路的輸入端與故障傳感器連接,信號處理電路的輸出端與總線連接。本實用新型具有很強的抗干擾能力,能防止誤報警,它能通過揚聲器的語音提示,提示出具體的故障發生點。
文檔編號G08B19/00GK2341208SQ98244529
公開日1999年9月29日 申請日期1998年9月30日 優先權日1998年9月30日
發明者辛兆勝 申請人:青島樓山電控設備有限公司